内容正文:
专题21.1 一元二次方程
【题型1 一元二次方程的识别】
【例1】(2024春•湖南长沙长郡期中)下列方程一定是一元二次方程的是( )
A. B. C. D.
【变式1-1】(2021秋•蓬溪县期末)下列方程中,一元二次方程有( )
①3x2+x=20;②2x2﹣3xy+4=0;③;④x2=1;⑤
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【变式1-2】
【变式1-3】
【题型2 由一元二次方程的定义求字母的的值或范围】
【例2】(2023春•湖南长沙师大附中博才)若方程是关于x的一元二次方程,则m等于_______.
【变式2-1】2022春•琅琊区校级月考)若(m+3)x|m|﹣1﹣(m﹣3)x﹣5=0是关于x的一元二次方程,则m的值为( )
A.3 B.﹣3 C.±3 D.±2
【变式2-2】(2022•湘桥区一模)若方程(m﹣1)x2•x=1是关于x的一元二次方程,则m的取值范围是 .
【知识点3 一元二次方程的解】
能使一元二次方程左右两边相等的未知数的值是一元二次方程的解.一元二次方程的解也称为一元二次方程的根.
【题型3 由一元二次方程的解求代数式的值】
【例3】(2024春•湖南长沙长郡期中)已知m是方程的一个根,则代数式的值为( )
A.0 B.2 C.﹣2 D.4
【变式3-1】(2022•桂林模拟)已知m是一元二次方程x2﹣4x+2=0的一个根,则8m﹣2m2+2的值是( )
A.4 B.6 C.8 D.10
【变式3-2】(2022春•庐阳区校级期中)若a是方程x2﹣x﹣1=0的一个根,则﹣a3+2a+2021的值为( )
A.2020 B.﹣2020 C.2021 D.﹣2021
【变式3-3】(2021秋•泉州期末)已知实数a是一元二次方程x2+x﹣8=0的根,则a4+a3+8a﹣1的值为( )
A.62 B.63 C.64 D.65
【题型4 已知一元二次方程的根求另一方程的根】
【例4】(2021秋•曲靖期末)已知关于x的一元二次方程的根为±3,那么关于y的一元二次方程(y2+1)+3=2(y2+1)+b的解y= .
【变式4-1】(2022•启东市二模)若关于x的一元二次方程ax2+2bx﹣2=0的一个根是x=2022,则一元二次方程(x+2)2+bx+2b=1必有一根为( )
A.2020 B.2021 C.2022 D.2023
【变式4-2】(2022春•淄川区期中)若关于x的一元二次方程ax2+bx+5=0(a≠0)有一根为2022,则方程a(x+1)2+b(x+1)=﹣5必有根为( )
A.2022 B.2020 C.2019 D.2021
【知识点5 直接开平方法解一元二次方程】
根据平方根的意义直接开平方来解一元二次方程的方法,叫做直接开平方法.
直接降次解一元二次方程的步骤:①将方程化为或的形式;
②直接开平方化为两个一元一次方程;③解两个一元一次方程得到原方程的解.
【题型5 用直接开平方法解一元二次方程】
【例5】(2022•建华区二模)解方程:(x﹣2)20(开平方法).
【变式5-1】(2022•齐齐哈尔)解方程:(2x+3)2=(3x+2)2(开平方法).
【知识点6 配方法解一元二次方程】
将一元二次方程配成的形式,再用直接开平方法求解,这种解一元二次方程的方法叫配方法.用配方法解一元二次方程的步骤:①把原方程化为的形式;②方程两边同除以二次项系数,使二次项系数为1,并把常数项移到方程右边;③方程两边同时加上一次项系数一半的平方;④把左边配成一个完全平方式,右边化为一个常数;⑤如果右边是非负数,就可以进一步通过直接开平方法来求出它的解,如果右边是一个负数,则判定此方程无实数解.
【题型6 用配方法解一元二次方程】
【例6】(2022春•淄川区期中)(1)请用配方法解方程2x2﹣6x+3=0;
(2)请用配方法解一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0).
【变式6-1】(2022秋•松江区期末)用配方法解方程:.
【知识点7 公式法解一元二次方程】
当时,方程通过配方,其实数根可写为的形式,这个式子叫做一元二次方程的求根公式,把各项系数的值直接代入这个公式,这种解一元二次方程的方法叫做公式法.
【题型7 用公式法解一元二次方程】
【例7】(2022春•通州区校级月考)用公式法解方程:2a2﹣3=﹣4a.
【变式7-1】(2022秋•徐汇区校级月考)解方程:5x+2=(3x﹣1)(2x+2)(公式法).
【知识点8 因式分解法概念】
当一个一元二次方程的一边是0,另一边能分解为两个一次因式的乘积时,就可以把解这样的一元二次方程
转化为解两个一元一次方程,这种解一元二次方程的方法叫做因式分解法.
【题型8 用因式分解法解一元二次方程】
【例8】(2022秋•莲湖区期中)用因式分解法解方程:2(x﹣3)=3x(x﹣3).
【变式8-1】(2022秋•徐汇区校级月考)解方程:(4﹣3x)+(3x﹣4)2=0(因式分解法).
【题型9 用换元法解一元二次方程】
【例9】(2023春•长沙雨花区期末)请阅读下列材料:
问题: 已知方程 ,求一个一元二次方程,使它的根分别是已知方程根的 2 倍.
解: 设所求方程的根为 ,则 ,所以. 把 代入已知方程,得 ;
化简,得 ; 故所求方程为 .
这种利用方程根的代换求新方程的方法, 我们称为 “换根法”.
请用阅读材料提供的 “换根法” 求新方程 (要求: 把所求方程化为一般形式);
(1) 已知方程 ,求一个一元二次方程,使它的根分别为已知方程根的相反数;
(2)已知关于 的一元二次方程 有两个不等于零的实数根,求一个一元二次方程, 使它的根分别是已知方程根的倒数.
【变式9-1】(2021春•龙口市月考)阅读下面材料:方程x4﹣6x2+8=0是一个一元四次方程,根据该方程的特点,它的解法通常是设x2=y,则x4=y2,∴原方程可化为y2﹣6y+8=0,解方程求得y的值,进而得到原方程的四个根x1,x2,x3=2,x4=﹣2.
以上方法叫做换元法,通过换元达到降次的目的,体现了数学的转化思想,运用上述方法解答下列问题.
(1)解方程2(x2+3x)2﹣3(x2+3x)﹣2=0;
(2)已知实数a满足(a2)2﹣3a2=10+3,请直接写出a2的值.
【变式9-2】(2022秋•邵东市期末)请你先认真阅读下列材料,再参照例子解答问题:
已知(x+y﹣3)(x+y+4)=﹣10,求x+y的值.
解:设t=x+y,则原方程变形为(t﹣3)(t+4)=﹣10,即t2+t﹣2=0
∴(t+2)(t﹣1)=0得t1=﹣2,t2=1∴x+y=﹣2或x+y=1
已知(x2+y2﹣4)(x2+y2+2)=7,求x2+y2的值.
知识点10 一元二次方程根的判别式】
一元二次方程根的判别式:.
①当时,原方程有两个不等的实数根;
②当时,原方程有两个相等的实数根;
③当时,原方程没有实数根.
【题型10 由根的判别式判断方程根的情况】
【例10】(2022•滨州)一元二次方程2x2﹣5x+6=0的根的情况为( )
A.无实数根 B.有两个不等的实数根
C.有两个相等的实数根 D.不能判定
【变式10-1】(2022春•钱塘区期末)已知关于x的方程x2+(k+3)x+k+2=0,则下列说法正确的是( )
A.不存在k的值,使得方程有两个相等的实数解
B.至少存在一个k的值,使得方程没有实数解
C.无论k为何值,方程总有一个固定不变的实数根
D.无论k为何值,方程有两个不相等的实数根
【变式10-2】(2022•南召县模拟)已知关于x的方程(x﹣1)(x+2)=p,则下列分析正确的是( )
A.当p=0时,方程有两个相等的实数根
B.当p>0时,方程有两个不相等的实数根
C.当p<0时,方程没有实数根
D.方程的根的情况与p的值无关
【变式10-3】(2022•环翠区一模)对于任意的实数k,关于x的方程的根的情况为( )
A.有两个相等的实数根 B.有两个不相等的实数根
C.没有实数根 D.无法判定
【题型11 由方程根的情况确定字母的取值范围】
【例11】(2022春•长丰县期末)关于x的一元二次方程(m﹣1)x2+2x﹣1=0有两个不相等的实数根,则m的取值范围是( )
A.m<﹣1 B.m>0 C.m<1且m≠0 D.m>0且m≠1
【变式11-1】(2022•西平县模拟)若关于x的一元二次方程x2﹣(2k﹣1)x+k2﹣2=0有实数根,则k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式11-2】(2022•滑县模拟)若关于x的一元二次方程2kx2﹣3x+1=0有两个不相等的实数根,则k的取值范围是( )
A.k>﹣9 B.k>﹣9且k≠0 C.k≥﹣1且k≠0 D.k>﹣1且k≠0
【变式11-3】(2023•湖南长沙青竹湖期末)关于 的一元二次方程 有两个不相等的实数根,则实数 的取值范围是___.
【题型12 由根的判别式证明方程根的必然情况】
【例12】(2021秋•瓦房店市期末)已知关于x的一元二次方程2x2+2mx+m﹣1=0,求证:不论m为什么实数,这个方程总有两个不相等实数根.
【变式12-1】(2021秋•惠来县月考)已知一元二次方程x2+px+q+1=0的一个根为2.
(1)求q关于p的关系式;
(2)求证:方程x2+px+q=0有两个不等的实数根.
【变式12-2】(2021秋•方城县期末)已知关于x的一元二次方程(x﹣1)(x﹣4)=p2,其中p为实数.
(1)求证:方程有两个不相等的实数根;
(2)试写出三个p的值,使一元二次方程有整数解,并简要说明理由.
【题型13 根的判别式与三角形的综合】
【例13】(2022•莲池区二模)若等腰三角形三边的长分别是a,b,3,且a,b是关于x的一元二次方程x2﹣4x+m=0的两个根,则满足上述条件的m的值有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.3个以上
【变式13-1】(2022春•温州期中)等腰三角形ABC的三条边长分别为4,a,b,若关于x的一元二次方程x2+(a+2)x+6﹣a=0有两个相等的实数根,则△ABC的周长是 .
【变式13-2】(2022春•宁波期中)已知:关于x的一元二次方程x2﹣2mx+m2﹣1=0.
(1)判断方程的根的情况;
(2)若△ABC为等腰三角形,AB=5cm,另外两条边长是该方程的根,求△ABC的周长.
【知识点14 一元二次方程的根与系数的关系】
如果一元二次方程的两个实数根是,那么,.
注意它的使用条件为a≠0, Δ≥0.
也就是说,对于任何一个有实数根的一元二次方程,两根之和等于方程的一次项系数除以二次项系数所得的商的相反数;两根之积等于常数项除以二次项系数所得的商.
【题型14 由根与系数的关系求代数式的值】
【例14】(2023•长沙青竹湖期末)已知 是一元二次方程 的两个实数根,则代数式 的值等于
A. 7 B. 8 C. 9 D. 10
【变式14-1】(2021秋•密山市校级期末)若x1,x2是一元二次方程x2﹣7x+5=0的两根,则(x1﹣1)(x2﹣1)的值为( )
A.1 B.﹣1 C.2 D.﹣2
【变式14-2】(2022春•长沙雅礼期末)方程是关于x的一元二次方程,该方程的两个实数根分别是.
(1)求m取值范围;
(2)若,求m的值.
【变式14-3】(203春•湖南长沙师大附中期末).已知关于x的一元二次方程.
(1)若此方程有两个不相等的实数根,,求m的取值范围;
(2)若此方程的两根互为倒数,求的值.
【题型15 由方程两根满足关系式求字母系数的值】
【例15】(2021秋•毕节市期末)已知x1,x2是关于x的一元二次方程x2﹣(2m+3)x+m2=0的两个不相等的实数根,且满足,则m的值为( )
A.﹣3或1 B.﹣1或3 C.﹣1 D.3
【变式15-1】(2021秋•黔西南州期末)已知关于x的一元二次方程x2﹣2(a﹣1)x+a2﹣a﹣2=0有两个不相等的实数根x1,x2.且x1,x2满足x12+x22﹣x1x2=16,则a的值为( )
A.﹣6 B.﹣1 C.1或﹣6 D.6或﹣1
【变式15-2】(2023春•长沙华益期末) 已知关于 的一元二次方程 .
(1)求证: 无论 为何实数,方程总有两个实数根;
(2)若方程 ,的两个实数根 满足 ,求 的值.
【变式15-3】(2021秋•锦江区校级期中)已知关于x的一元二次方程x2﹣mx+2m﹣4=0.
(1)求证:该一元二次方程总有两个实数根;
(2)若该方程有一个小于5的根,另一个根大于5,求m的取值范围;
【题型16 平均变化率问题】
【例16】(2023春•长沙青竹湖期末)国家统计局统计数据显示, 我国快递业务逐年增加, 2020 年至 2022 年我国快递业务收入由 7500 亿元增加到 9000 亿元. 设我国 2020 年至 2022 年快递业务收入的年平均增长率为 ,则可列方程为 ( )
A.
B.
C.
D.
【变式16-1】(2022•安徽二模)某市决定改善城市容貌,绿化环境,计划经过两年时间,绿地面积增加44%,这两年平均每年绿地面积的增长率是( )
A.20% B.11% C.22% D.44%
【变式6-2】(2023春•长沙雅礼期末)8.某商品原价为100元,连续两次降价后为80元,设平均每次降价的百分率为x,则下列方程正确的是( )
A. B.
C. D.
【题型17 销售利润问题】
【例17】(2022•大庆模拟)某口罩经销商批发了一批口罩,进货单价为每盒50元,若按每盒60元出售,则每周可销售80盒.现准备提价销售,经市场调研发现:每盒每提价1元,每周销量就会减少2盒,为保护消费者利益,物价部门规定,销售时利润率不能超过50%,设该口罩售价为每盒x(x>60)元,现在预算销售这种口罩每周要获得1200元利润,则每盒口罩的售价应定为( )
A.70元 B.80元 C.70元或80元 D.75元
【变式17-1】(2023春•师大博才期末)商场某种商品平均每天可销售 30 件,每件盈利 50 元,为了 618 年中大促,商
场决定采取适当的降价措施.经调查发现,每件商品每降价 1 元,商场平均每天可多售出 2
件.
(1)若某天该商品每件降价 3 元,当天可获利多少元?
(2)为了减少库存,又要使商场日盈利达到 2000 元,则每件商品应降价多少元?
【变式17-2】(2022春•垦利区期末)第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年2月4日在北京开幕,北京成为历史上第一个既举办夏奥会又举办冬奥会的城市.某批发商最近以2元/张的价格订购了一批具有纪念意义的书签进行销售.经调查发现,每个定价3元,每天可以卖出500件,而且定价每上涨0.1元,其销售量将减少10张.根据规定:纪念品售价不能超过批发价
的2.5倍.
(1)当每张书签定价为3.5元时,商店每天能卖出 件;
(2)如果商店要实现每天800元的销售利润,那该如何定价?
【变式17-3】(2022•市中区校级一模)今年奉节脐橙喜获丰收,某村委会将全村农户的脐橙统一装箱出售.经核算,每箱成本为40元,统一零售价定为每箱50元,可以根据买家订货量的多少给出不同的折扣价销售.
(1)问最多打几折销售,才能保证每箱脐橙的利润率不低于10%?
(2)该村最开始几天每天可卖5000箱,因脐橙的保鲜周期短,需要尽快打开销路,减少积压,村委会决定在原售价基础上每箱降价3m%,这样每天可多销售m%;为了保护农户的收益与种植积极性,政府用“精准扶贫基金”给该村按每箱脐橙m元给予补贴进行奖励,结果该村每天脐橙销售的利润为49000元,求m的值.
【题型18 传播问题】
【例18】(2022•射洪市期中)新冠病毒主要是经呼吸道飞沫传播的,在无防护下传播速度很快.已知有1个人患了新冠肺炎,经过两轮传染后共有169个人患了新冠肺炎,每轮传染中平均一个人传染m人,则m的值为( )
A.11 B.12 C.13 D.14
【变式18-1】(2022•汕头)某种电脑病毒传播非常快,如果一台电脑被感染,经过两轮感染后就会有81台电脑被感染.请你用学过的知识分析,每轮感染中平均一台电脑会感染几台电脑?若病毒得不到有效控制,3轮感染后,被感染的电脑会不会超过700台?
【题型19 循环问题】
【例19】(2022春•百色期末)某校八年级组织一次篮球赛,各班均组队参赛,赛制为单循环形式(每两班之间都赛一场),共需安排21场比赛,则八年级班级的个数为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【变式19-1】(2022•大连一模)第24届北京冬奥会冰壶混合双人循环赛在冰立方举行.参加比赛的每两队之间都进行一场比赛,共要比赛45场,共有多少个队参加比赛?
【变式19-3】(2022•中山市模拟)某市计划举办青少年足球比赛,赛制采取双循环形式(即每两队之间都要打两场比赛),一共组织30场比赛.计分规则为胜一场得3分,平一场得1分,负一场得0分.
(1)该市举办方应该邀请多少支球队参赛?
(2)此次比赛结束后,如果其中一支参赛球队共平了4场,负了2场,则该球队此次比赛的总积分是多少?
【题型20 树枝分叉问题】
【例20】(2022春•启东市期末)某校“研学”活动小组在一次野外实践时,发现一种植物的主干长出若干数目的支干,每个支干又长出同样数目的小分支,主干、支干和小分支的总数是57,则这种植物每个支干长出的小分支个数是( )
A.8 B.7 C.6 D.5
【变式20-1】(2022秋•鼓楼区校级期末)某种植物的主干长出若干数目的支干,每个支干又长出同样数目的小分支,主干、支干和小分支的总数是43,设每个支干长出x个小分支,则下列方程中正确的是( )
A.1+x2=43 B.1+x+x2=43 C.x+x2=43 D.(1+x)2=43
【变式20-2】(2018秋•同安区校级期中)某种植物的主干长出若干数目的枝干,每个枝干又长出同样数目的小分支,主干、枝干和小分支的总数是31,则每个枝干长出( )小分支.
A.7根 B.6根 C.5根 D.4根
【题型21 图形问题】
【例21】(2022春•海安市期末)某校准备在一块长为25米,宽为20米的长方形花园内修建一个底部为正方形的亭子(如图所示),在亭子四周修四条宽度相同,且与亭子各边垂直的小路,亭子边长是小路宽度的5倍,花园内的空白地方铺草坪,设小路宽度为x米.
(1)花园内的小路面积为 平方米(用含x的代数式表示).
(2)若草坪面积为440平方米时,求这时道路宽度x的值.
【变式21-1】(2022•沈阳模拟)如图,某建筑物的窗户如图所示,它的上半部分是半圆,半径为x米,下半部分是矩形,制造窗框的材料总长(图中所有黑线的长度和)为15米.当x等于多少时,窗户通过的进光面积是4平方米.
【变式21-2】(2021秋•朝阳区校级月考)如图,要设计一个等腰梯形的花坛,花坛上底长100m,下底长180m,上下底相距80m,在两腰中点连线外有一条横向甬道,上下底之间有两条纵向甬道,各甬道的宽度相等,甬道的面积是梯形面积的六分之一.甬道的宽应是多少(精确到0.01m)?
(友情提示:中间甬道的中位线就是等腰梯形的中位线)
【变式21-3】(2022•淮安区期中)用条长40厘米的绳子围成一个矩形,设其一边长为x厘米.
(1)若矩形的面积为96平方厘米,求x的值;
(2)矩形的面积是否可以为101平方厘米?如果能,请求x的值;如果不能,请说明理由.
【题型22 新定义问题】
【例22】(2022•青县二模)定义运算:m※n=mn2﹣2mn﹣1,例如:4※2=4×22﹣2×4×2﹣1=﹣1.若关于x的方程a※x=0有实数根,则a的取值范围为( )
A.﹣1≤a≤0 B.﹣1≤a<0 C.a≥0或a≤﹣1 D.a>0或a≤﹣1
【变式22-1】(2022秋•武侯区校级期中)如果关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0有两个实数根x1,x2,且满足数轴上x1,x2所表示的点到2所表示的点的距离相等,则称这样的方程为“关于2的等距方程”以下“关于2的等距方程”的说法,正确的有 .(填序号)
①方程x2﹣4x=0是关于2的等距方程;
②当5m=﹣n时,关于x的方程(x+1)(mx+n)=0一定是关于2的等距方程;
③若方程ax2+bx+c=0是关于2的等距方程,则必有b=﹣4a(a≠0);
④当两根满足x1=3x2,关于x的方程px2﹣x0是关于2的等距方程.
【变式22-2】(2023春•长沙青竹湖期末)定义: 若一元二次方程 满足 ,则我们称这个方程为 “蝴蝶” 方程. 已知关于 的一元二次方程 是 “蝴蝶” 方程,且有两个相等的实数根,则 与 的数量关系是 ____
【变式22-3】(2023•湖南长沙立信八年级期末).若我们规定:在平面直角坐标系中,点P的坐标为,点Q的坐标为,和的差构成一个新函数y,即.称y是的“数天数函数”,P为“天数点1”,Q为“天数点2”.
(1)已知“天数点1”为点,“天数点2”为点.点在“数天数函数”图象上,求y的解析式;
(2)已知“天数点1”为点,“天数点2”为点,y是“数天数函数”,求的最小值;
(3)关于x的方程的两个实数根,“数天数函数”.若,且,求m的值.
【变式22-4】(2023•湖南长沙雅礼八年级期中). 综合与探究: 如果关于 的一元二次方程 有两个实数根,且其中一个根比另一个根大 1,那么称这样的方程是 “邻根方程”,例如: 一元二次方程 的两个根是 ,则方程: 是 “邻根方程”.
(1)通过计算,判断下列方程是否是 “邻根方程”: .
(2)已知关于 的一元二次方程 ( 是常数) 是 “邻根方程”,求 的值.
(3)若关于 的一元二次方程 是常数,且 是 “邻根方程”,令 ,求 的最大值.
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